《物质的粒子模型》单元设计

1、?物质的粒子模型?单元设计嘉定区戬浜学校 刘金艳一、单元教材分析1.单元地位分析：?物质的粒子模型?是初中?科学?上海牛津版教材的第四个主题，本主题是学生第一次涉及微观世界的内容，属于“物质科学局部。本主题在?科学?学科中起到承上启下的作用，本主题是在学习?科学探究?一章中的“黑盒研究方法后，利用本方法学习物质的微观结构，同时，本主题中从物质的微观结构解释物体的某些性质，如“热胀冷缩等，这种方法在下学期学习热传递知识和物态变化及蒸发中大量应用，为以后的科学学习打好根底。本主题在整个自然科学学科中也起到承上启下的作用，是对小学?自然?课程的深化，在小学?自然?课程中，学习了“物体与材料的性质、“

2、物体与材料的组成和“物质的变化的根底上，本主题进一步学习物质的一些特性，如“物质的密度，从物质的微观结构解释物体的某些性质，如“热胀冷缩等。本主题内容也是以后分科学习的根底。学生从物质的粒子理论步入微观世界的大门，本主题引入的“密度和“气压的概念，是以后分科物理、化学学习的根本知识，而“浮与沉的现象在物理学科中将进一步定量研究。粒子理论是“分子运动理论的雏形，也为学生今后高中阶段的学习打下根底。物态常见的物质状态固体、液体和气体的性质2.单元内容框架：粒子模型物质由粒子构成粒子的运动粒子之间存在间隙用粒子模型描述物质的三态气压气体的压强大气压强气体压强的测量物体的浮沉物体的浮和沉密度热胀冷缩膨

3、胀和收缩热胀冷缩原理的应用二、学生根本情况分析：六年级的学生已有了三年学习自然科学的经验，长期以来，他们处于考试学科的压抑中，他们普遍对科学比照拟感兴趣，尤其是对于演示实验和探究实验，每一次的科学课都是他们所盼望的，为更好的学习科学打下来了很好的情感根底。通过一段时间的学习，发现他们动手能力较强，生生之间能够较好的合作，可以很好的完成每一次的探究活动。同时，他们在小学学习中，已经学习了很多物质的特性，对于本主题学习的内容中，物质的三态，他们根本上已经能够分清，本主题学习的开端将会比拟容易。本章大量使用归纳总结法，六年级学生对于个体的东西能够有形象的认识，但是对于通过观察图表去归纳总结一个规律，

4、学生欠缺这方面的能力，需要教师做出一定的引导。由于六年级的学生思维水平限制，在探究中他们表现的热热闹闹，但是，动手过后，学生往往停留在现象的表述上，对于现象背后的原因学生难以解释。尤其本章知识中，利用从物质的微观结构解释物体的某些性质和观察到的现象，需要学生有较强的空间思维能力，因此，在气压密度学习中，在解释中，体积的变化和气压和密度的关系中，往往会有较大的障碍。三、单元目标： 1、稳固学生对物质三态固态、液态和气态的认识及分类方法，并且归纳得出它们的各自不同的性质。学生学习本章后会从宏观现象推断物质的微观结构，建立“物质的粒子模型，并利用粒子模型描述物质三态的性质。通过学习，知道气压产生的原

5、因、物体的浮沉与密度的关系，并能用粒子模型解释热胀冷缩现象。2、要学习物质的微观结构，首先要了解它的宏观性质，因此，学生首先要能区分固态、液态和气态物质，通过观察能够描述固体、液体和气体的宏观性质。3、要能从宏观现象推断物质的微观结构，必须通过大量的实验找出证据支持粒子模型。在实验中，学生在知道构成物质的粒子很小，知道粒子在不停地作无规那么运动，了解扩散现象，知道粒子之间存在间隙，知道物质三态的微观结构，从而可以用粒子模型解释固体、液体和气体受压时体积的变化，为气压的学习做好铺垫。4、在学习气压时，通过实验现象体验器壁有压强，能够用粒子的微观结构解释气压的变化，通过实验体验大气有压强，并利用粒

6、子的微观结构解释气压的产生原因。5、物体的浮沉和密度中，通过探究知道影响物体浮沉的有关因素，知道密度的概念和单位，会用密度的公式计算物质的密度，通过实验探究物体的浮沉现象与物质密度大小的关系，用粒子的微观结构解释热气球上升的原因。6、在热胀冷缩现象中，首先通过实验让学生知道物体受热膨胀，遇冷收缩。在此根底上，可以用粒子模型进行解释。并能够了解热胀冷缩现象在日常生活中的应用，关注热胀冷缩给人类带来的利和弊。四、单元重点、难点：1.单元重点：本主题的核心内容是建立物质的粒子模型。本主题仅仅围绕这一核心内容展开，在粒子模型建立之前，首先从宏观现象入手，通过观察、归纳得出固体、液体、气体的宏观性质，为

7、学习物质的微观结构做好铺垫。探究粒子理论的根本内容：物质是由粒子构成、粒子在不停地做无规那么运动，粒子之间存在间隙是本主题的关键内容，有了此理论就可以建立物质的粒子模型。而后面的内容：物质三态的微观结构比拟；气压的产生；物体浮沉与密度的关系；解释热胀冷缩现象等都仅仅围绕物质的粒子模型，是利用粒子模型解释生活中的现象，属于粒子模型的应用。2.单元难点：本主题的一个难点在于“从物质的宏观现象推断物质微观结构中所运用的“黑箱法，尽管在第一个主题中曾经学习过“黑箱法的原理，但是在具体应用中，学生还是存在一定的困难，主要是学生对于现象中猜测产生现象的各种可能原因时，由于缺乏一定的经验，难以进行过程的分析

8、。同时，用粒子模型解释生活中的现象也是本主题的一个难点，在解释时，需要运用学生的空间思维能力，由于学生思维水平的限制，他们很难在空间中建立形象的思维。五、单元教学方法：1.归纳法：本主题教学中，在探究实验后，屡次运用“归纳法找出固体、液体和气体的性质和建立粒子模型时的探究活动，充分让学生体验归纳法也是我们探究科学规律的有效方法。但科学探究中，不能以一次实验现象推广为符合全体的规律，所以在教学中教师应强调须经过反复屡次的、按照一定的科学方法设计的科学实验，才能得出符合全体的规律。2.模型的方法：建立“模型是本主题运用的主要方法，在建立粒子模型和物质三态的微观结构和气压中，都运用了建立模型的方法。

9、科学研究中涉及的各种模型都是根据人们所掌握的实验现象，经过分析、推理以及科学的想象而建立的，是客观世界中找不到的或难以找到的。正确运用模型，可以简化复杂问题的解决，因为“模型使研究对象的某些更核心、更本质的方面得以突出。教学中师生一起建立“模型与应用“模型，可以使一些抽象、难以理解的内容变得更容易理解，也有利于培养学生的思维想象能力和解决问题的能力。3.黑箱方法：由于学生无法直接观察物质的微观结构，因此学习本主题的内容采用从宏观现象来推测微观结构的方法，即“黑箱法，活动4.5、4.6、4.7、4.8和4.10都是运用此方法。在学习本主题内容时，要充分激发学生的想象能力，培养学生的推理能力。在教

10、学中，不能简单地只要学生提出“假说猜测，而应让学生在提出假说的同时，要讲述提出假说的“依据，例如与某种现象的类比或联想、从已有知识的推理等，这样可以使学生相互启发，开展想象思维和推理能力，也有助于教师对假说的合理作出判断。六、课时教学设计：第一课时：物态物质的状态，固体、液体和气体的性质教学目标：学会客观地观察物质，能找出研究物质特性的方法，并能用科学用语描述固体、液体和气体的特性，以及能根据物质特性进行分类，把物质分为固体、液体、气体。教学重点：1.知道物质有三种状态，并且学会根本的分辨。2.知道物质三种状态的性质。教学难点：1.根据实验现象归纳总结物质的性质。2.设计并实施相关实验，得到固

11、体的性质。教学方法：为了要突破本课时的重点采用的方法是：1、根据已有的生活经验进行固态、液态和气态的分类，并能够说明进行这样分类的依据；2、根据演示实验和动手实验现象填写表格，并根据表格采用“归纳法进行总结。要突破本课时的难点采用的方法是：循序渐进、层层递进。教学设想：利用08年的大雪引入课题，播放Flash动画：雪人、雪水和水蒸气的转化过程。让学生了解物质的三态，利用活动4.1，学生能区分固态、液态和气态物质。通过活动4.2-4.4，观察实验现象，记录表格，初步学会利用归纳法，知道物质三态的宏观性质。在活动4.2-4.4中，是一个循序渐进、层层递进的过程，在活动4.2中从开始的老师手把手教实

12、验，引导学生利用归纳法得出气体的性质。在活动4.3中让学生根据书本自己实验，根据实验现象讨论，归纳总结得出液体的性质。在活动4.4中学生完全自主设计实验过程，观察实验现象，得出固体的性质，在学生活动中可以允许不同组的同学采用不用的器材，和不同的研究方法。整个过程充分表达了让学生学习科学的方法，而不仅仅是科学的知识。实验指导：活动4.2中的实验1的装置说明：一个塑料瓶，瓶口塞上带有玻璃导管的橡皮塞。在瓶盖上钻上一个孔，可以让导管通过，然后旋紧瓶盖。还需要有一个食品保鲜袋，用胶带纸将袋口扎在一根玻璃导管上，不能漏气。两根玻璃导管用乳胶管了解，乳胶管带有T形夹子。操作说明：试验前，拔下连接保鲜袋的导

13、管，用打气筒向塑料袋打气。瓶内气压要大一些，实验现象明显。如不加瓶盖，橡皮塞会冲出。翻开后夹紧T星夹子，将乳胶管从打气筒上拔下，再与保鲜袋导管连接。活动时，让学生观察装置，分析空气的体积与形状，翻开夹子，空气充入保鲜袋，带着明显鼓起。再让学生分析得出“空气没有增加，体积与形状改变“的结论。活动4.2中的实验2由于二氧化氮有毒，可以采用flash动画的形式，让学生观察。第二课时：物质是由粒子构成的教学目标：1、知道物质是由粒子构成。2、体验从从宏观现象推断物质微观结构的过程。教学重点：知道物质是由粒子构成的。教学难点：黑箱研究的方法教学方法：为了要突破本课时的重点采用的方法是：利用大量的探究实验

14、找出支持物质粒子模型的证据，体验从宏观现象推断物质微观结构的过程，即“黑箱实验“，在不断的实验中，通过猜测和说出猜测的依据，来突破本课时的难点。教学设想：利用切割冰糖的实验来引入课堂，由大块冰糖小块冰糖冰糖屑糖水，的过程，说明物质可以再分，提出物质是由粒子构成的。然后通过学生活动4.5-4.7找出支持物质是由粒子构成的依据，体验宏观现象推断物质微观结构的过程。实验指导：活动4.5中，A杯内应配制高锰酸钾饱和溶液，这样可使到F杯内呈现颜色。但要注意，浓高锰酸钾溶液有腐蚀性，操作时，防止接触皮肤，实验时，可以由教师提供高锰酸钾的饱和溶液，实验中教师要提醒学生每次针筒中抽取5ml溶液，注意读数，而且

15、，每次尽量将针筒内的溶液全部注入下一个烧杯中。 活动4.6中，可以用花露水代替香水，气味更浓些，同时，为了增大面积，可以将大量花露水滴在石棉网上，然后让同学问到花露水的味道后举手。并从学生举手先后和它的位置，从中找出规律，最后组织同学解释产生现象的原因。第三课时：粒子是运动的教学目标：1了解扩散现象，通过实验理解各种状态的粒子都在运动。2. 通过设计简单的科学实验，学会科学实验的方法。能实事求是记录实验数据并进行合理分析，养成严谨的科学态度。教学重点：各种状态的粒子都在运动。教学难点：设计相关的科学实验教学方法：要突破的重点、难点是：扩散现象。方法是： 教师实验与学生活动相结合。通过观察教师的

16、实验，根据宏观现象推断粒子是不停的运动的，之后让学生实验自行实验，通过现象仔细观察，并能结合理论知识进行解释。教学设想：本节课理论知识较为抽象，学生较难理解，但很多现象在日常生活中经常看到。例如:一粒高锰酸钾晶体放人水中，过几分钟水会变成紫红色，因此在本节课设计时，就将这一现象作为本节课的引人，既将抽象的知识具体化，又引发了学生的学习兴趣。通过活动4.7中的前两个实验可以看出粒子是在不停的运动，第三个实验可以看出粒子可以向各个方向运动。同时，在本课时中观察实验现象后，要求学生能够画图记录现象。实验指导：本课时的实验需要实现做好准备。第一个实验液体向液体的扩散要提前一天做好准备，在实验中将上课刚

17、做的实验和准备好一天的实验比照，分析现象，得出结论。第二个实验上课前一小时做好准备，在实验将刚做好的实验和一小时之前的比照，分析现象，得出结论。第三个实验要提前数天做好准备，可以提供三支试管，一个横放，一支正着竖放，一支倒立竖放，为学生得出粒子向各个方向运动做好铺垫。第四课时：粒子之间存在间隙教学目标：1通过“红色水与水混合、红色水与酒精混合及染色黄豆与黄豆混合、染色黄豆与白米混合活动，知道物质的粒子之间存在间隙。2通过“观察气球实验活动，知道气体粒子之间的间隙比固体或液体粒子间的间隙大。进一步激发学生探究身边事物奥秘的兴趣，树立追求事物本质的科学精神和尊重事实的科学意识。教学重点：粒子之间有

18、间隙。教学难点：验证粒子之间有间隙的过程教学方法：由于粒子很小不可观察，因此本课时利用宏观现象来模拟微观过程，其思维方式类似于“黑盒实验，使学生在直觉感官的根底上逐步形成抽象的微观图景。教学设想：本课时用实现做好准备的观察实验，氢气球和空气球变瘪的现象提出疑问，引入课题，将氢氧化钠溶液倒入气球球囊中，紧贴气球橡皮膜的白色酚酞试纸变红，学生可以猜测出气球橡皮膜之间存在间隙。然后通过两个实验，来利用类比法说明粒子之间存在间隙。在进行活动4.8水和酒精混合的实验中后，仅仅让学生提出假设，不做太深的解释，利用活动4.9利用宏观现象模拟微观过程，比拟形象，有助于学生理解水和酒精混合时体积发生变化的原因。

19、实验指导：引入实验活动4.10要让学生提前几天做好观察，每天测量每个气球最大横截面处的周长。采用两个氢气球与两个空气球，是为了排除“气体从气球口泄露的疑心，提示学生两个氢气球比两个空气球漏得快，就显示出是否有一种规律性，而不是偶然性。其实，由于气球未扎紧而造成漏气，球很快会瘪掉。活动4.9白糯米和血糯米代替黄豆与染色的黄豆，利用小米代替大米，效果会更明显。第五课时：用粒子模型描述物质的三态教学目标：1通过模拟实验，知道组成不同状态的物质粒子间的距离不同，知道气体粒子间隙最大容易被压缩，固体粒子间隙最小不易被压缩。进一步激发学生探究事物本质的科学精神。2能运用有关粒子的知识，知道温度与粒子运动的

20、快慢有关，解释一些简单的现象。教学重点：固体、液体、气体粒子间的距离是不同的。教学难点：运用粒子的观点理解物质的三态、物体被压缩的难易程度等性质。教学方法：本课时内容运用体验式教学法，在描述物质的三态时，让九位同学在一起模拟物质的三态，根据体验，说出粒子之间的距离和相互之间的作用力之间的关系。利用针筒，将固体、液体、气体压缩，体验它们受压时的体积变化，并能够用粒子模型的观点解释。教学设想：以图片引入，利用水的三态导入课题，让9位学生模拟物质的三态，通过体验，学生认识物质三态的粒子之间的距离和相互作用力，从而与前面的物质三态的宏观性质相照应。通过压缩10立方厘米空气、水和木块，体验固体、液体和气

21、体被压缩时的体积变化，并能够结合物质的三态模型进行解释。最后进行物体温度与粒子运动之间的关系的实验，本实验现象比拟明显，引导结合粒子的运动进行解释。实验指导：在让学生模拟物质的三态的活动中，模拟固体时，要提示学生的在运动时，你们的手不能离开其它同学的肩膀，模拟液体时提示在运动时手必须接触另外一名同学的身体的某一局部例如手指、腰等。在活动4.11中探究物质三态受到压力时的变化，为比拟变化的大小，应强调控制一定的条件，被压缩的气体、液体和固体的体积和受到的压力要保持相同。考虑到压缩液体、气体时，手指都要堵住针筒嘴，因此压缩固体时，也用手指堵住针筒嘴。活动4.12中探究物体的温度与粒子运动的关系实验

22、中，强调滴管口靠近水面，不要让墨水在水面以上较高处落下，形成墨水向下流动的轨迹。第六课时：气体的压强教学目标：1.在模拟气压产生的过程中，学会观察、分析、归纳等科学方法，认识大气压强的存在，学会利用的理论知识分析生活中的一些现象，促进知识的外延；进一步激发学生学习科学的兴趣。2、在探究影响气压大小的几个因素的活动中，通过小组同学的合作交流，树立协作精神，通过师生互动，增进师生关系。教学重点：气压的产生教学难点：难点：影响气压大小的因素教学方法：本课时内容仍然采用利用宏观现象来模拟微观过程，其思维方式类似于“黑盒实验，使学生在直觉感官的根底上逐步形成抽象的微观图景，利用黄豆落下，模拟粒子撞击器壁

23、产生气压。在观察直观现象的根底上，让学生作图画出容器内外的粒子数，用粒子模型来解释由于大气压强的存在而产生的各种现象。教学设想：从学生日常生活经验入手，利用吸塑料酸奶瓶，瓶子变瘪引入，把学生的认识从较为直观的固体物质的压力，引入到气体的压力。利用黄豆下落撞击电子天平，来模拟气体粒子撞击容器壁产生气压。利用活动4.13给足球打气，足球变硬，和将变瘪的乒乓球浸入沸水中，恢复原状，让学生体会影响气压大小的两个因素。引出大气压强的概念后，利用实验验证大气压强的存在，学生观察到宏观现象，能够尝试利用粒子模型结合作图去解释。利用无液气压计测量气体压强，大气压强存在的应用。实验指导：模拟气压产生的实验有利于

24、学生理解“不断有气体粒子撞击器壁而产生气压。黄豆落下高度不同，是为了比拟粒子以不同速度撞击器壁所产生气压的大小。1粒黄豆与三粒黄豆从同样高度落下，是为了比拟粒子数不同撞击器壁所产生气压的大小。黄豆连续落下，模拟粒子连续撞击的效果。第七课时：物体的浮沉与密度教学目标：1.知道密度的概念和密度的单位。2. 通过小实验，感知液体和气体中浮沉现象的存在3.知道浮与沉的原因是密度，了解其原理在生活中的应用。教学重点：浮与沉的原因。教学难点：浮沉的原因是密度教学方法：本课时任务只是让学生通过学习，具有具体的感性认识和局部的理性认识。所以本堂课设计由学生观察简单实验现象开始，让学生在实验当中观察、感受、猜测

25、、体验，最终得到正确的结论，有利于学生的思维开展。通过对现象的感性认识和讨论探究，从现象抽象归纳出一定的科学知识，从而使学生的认知由感性逐步向理性转移。认识到液体和气体里的浮沉现象，并了解其原理。并通过本课的教学，让学生了解浮沉知识的应用，并能够运用浮沉知识解释一些生活现象。教学设想：本课时从一个“小魔术“纸船载重引入课题，不仅引起学生探究的兴趣，还为后面的探究浮沉实验作好铺垫。在探究活动中，充分发挥学生的合作性，首先让学生提出假设，然后根据各组的猜测选择适宜的实验器材进行探究实验，最后全班同学一起总结，得出物体的浮沉的决定因素，从而引出密度的概念。通过实验探究水和煤油的密度，提出疑问为什么油

26、总是浮在水的上面？探究物体浮与沉的规律。最后利用物体的浮沉规律，进行“热气球实验，利用粒子运动与温度之间的关系进行解释产生现象的原因。实验指导：在活动4.16中，本活动先让学生提出假设，应引导他们根据已有的知识或经验提出假设。在假设的过程中可以设计一个过程，让同学之间利用经验提出证据否认他人的说法，同学都认同的假设再分组实验。进行实验时，学生设计的实验方法应与假设对应。最后将各组的实验结构合并填入一张表格中，物体的浮沉的规律就比拟明显了。在活动4.17测定水的密度中，有很多同学主张先将水倒入量筒中，记下读数，然后吧这些水倒入烧杯中测水的质量。在这里要告诉学生，这样量筒中有一局部水未倒入烧杯中，

27、所测水的质量比真实值小，会使测量结果偏小。因此要求学生知道正确的测量方法。第八课时：热胀冷缩及其应用教学目标：认识固体、液体和气体的热胀冷缩现象及其在日常生活中的应用，学会用粒子理论解释物体的热胀冷缩现象教学重点：1.认识物体具有的热胀冷缩现象 2.热胀冷缩的原理在日常生活中的运用教学难点：用粒子理论解释物体的热胀冷缩教学方法：本主题内容，学生在小学已经有所接触，并不陌生，为了让学生有新鲜感，在实验中利用微小变化显示出热胀冷缩现象。教学设想：本课时利用前面的瘪的乒乓球浸入沸水中恢复原状的实验引入课题，利用活动4.20探究固体、液体和气体受热时膨胀，遇冷时收缩。引导学生利用粒子的模型进行解释。了

28、解物体的热胀冷缩现象后，学生要了解生活中如何防止热胀冷缩带来的危害，以及热胀冷缩现象在生活中的应用。实验指导：活动4.20研究物体的热胀冷缩现象，本活动分固体、液体和气体三种情况进行研究。由于物体的受热膨胀量很小，实验的关键是要让这些微小的量显示出来。研究固体的膨胀时，采用比拟的方法，即与一个不变的量圆环直径比拟。研究液体和气体，那么采用缩小横截面积以增加长度的方法，显示体积的增大。在探究热胀冷缩带来的危害时的例子时，要引导学生这些例子是为了防止热胀冷缩造成危害，而不是“防止热胀冷缩，因为热胀冷缩现象还是发生了。七、单元练习第四章?物质的粒子模型?单元练习试卷考试时间40分钟 闭卷 15分钟

29、开卷25分钟 总分值100分学校_ 班级_ 姓名_ 学号_(闭卷局部 共50分)一、 填空每空格2分，共34分1.科学实验证明物质是由数量极大、体积微小的 组成的，粒子在不停地做_运动，粒子之间存在_。2.马得堡半球实验证明 是非常强大的。实验中，将两个半球内的空气抽掉，令球内的空气粒子数量减少， 下降。球外的 便把两个半球紧压在一起，因此，就不容易把两个半球分开。常用的气压计是 。3正确使用天平和量筒测量水的密度。测量水的密度时，用天平测水的_,用量筒测量水的_。4.在做“酒精与水混合实验时，为使实验开始时水与酒精不发生混合，应该先倒入_ ,再倒入_。因为酒精的密度_水的密度(选填“大于、“

30、等于、“小于)，所以酒精会浮在水面上，不会与水相混合。5.“酒香不怕巷子深。“酒香是人依靠 味觉/嗅觉/视觉感知的；“不怕巷子深说明酒的粒子是在不停地 。6. 密封在容器内的气体的 会不停的撞击容器的内壁，产生 ，如果再充入更多的气体，容器内的气体粒子增多，所产生的 也随之增大二、选择题每题2分，共10分1.热气球升空的原理是 A空气粒子向各个方向运动。 B.空气受热后密度减小。 C.空气粒子受热后体积缩小。 D.空气粒子受热后变得较轻。2.把一小粒高锰酸钾晶体放入水中，高锰酸钾马上在水中扩散，原因是 A锰酸钾的粒子比水的粒子轻。B锰酸钾的数量增加。C高锰酸钾的体积增大。D锰酸钾和水的粒子在不

31、停的运动。3.气体比固体容易压缩的原因是 A、气体粒子比固体粒子小 B、气体粒子比固体粒子运动得快C、气体粒子比固体粒子大 D、气体粒子的间隙比固体粒子的间隙大4. 亮亮小朋友用力去拉吸在瓷砖上的塑料吸盘，可怎么拉也不开。原因 A、吸盘粘住了瓷砖 B、瓷砖将吸盘紧紧吸住C、大气压把吸盘压在瓷砖上 D、吸盘与瓷砖之间有胶水粘住5以下哪个句子是不正确的？ A.双金属片受热会弯曲 B.双金属片由两片不同金属构成C.双金属片可以用来做温控的开关 D.双金属片遇冷不会弯曲三、连线题物质存在的状态有三种，图七是根据粒子模型理论绘制的物质的三种状态。观察后将三种粒子模型所对应的字母编号与物质用线连接。A B C 图七A ·